合金成分及海洋環(huán)境對Al-Zn-IN-Mg-Ti犧特征陽極電化學性能影響研究.pdf

1、鋁合金犧牲陽極驅動電位高、理論電容量大、電流效率高、成本低廉、施工方便，常用于保護海洋工程中的鋼制設施。鋁合金犧牲陽極通常是向鋁錠中添加適宜的合金元素熔煉而成，犧牲陽極的性能主要取決于其化學成分。隨著深海資源的開發(fā)，深海鋼結構的腐蝕防護設計越來越急迫，應用環(huán)境的變化對犧牲陽極陰極保護的有效性起著決定性的作用。
　　 本文以Al-Zn-In-Mg-Ti犧牲陽極為研究對象，采用拉丁正交設計不同合金含量陽極，主要采用了恒電流測試、極化

2、曲線、電化學阻抗、掃描電鏡等測試分析方法，研究了合金成分以及海洋環(huán)境因素對Al-Zn-In-Mg-Ti犧牲陽極電化學性能的影響。
　　 合金成分因素實驗結果表明：In元素含量對陽極電化學性能影響最大，其次是Ti、Mg，影響最小的是Zn。隨著In含量的升高，陽極的開、閉路電位逐漸負移，但電流效率呈下降趨勢，且溶解形貌變差。陽極中In含量應控制在0.020％～0.030％。以電流效率為目標函數得出的陽極最佳配方(wt％)為：Zn6.

3、0，In0.020，Mg1.5，Ti0.050，余量為Al，最佳配方陽極電流效率為89.85％。陽極的活化機理為活性元素的優(yōu)先溶解，當介質中活性元素離子達到一定濃度值時，會在陽極表面得電子沉積，破壞表面的氧化膜，使陽極活化溶解。
　　 海洋環(huán)境因素實驗結果表明：靜、動態(tài)條件下，隨著溫度的降低，陽極的開、閉路電位負移，電化學容量增大，電流效率升高，溶解形貌變好。腐蝕產物的附著會使陽極溶解形貌變差，表現為不均勻腐蝕。低溫時陽極的電化

4、學性能變好，主要原因是活性離子在陽極表面的沉積，破壞了表面的氧化膜，使陽極活化溶解。相同溫度下，動態(tài)時陽極的電化學容量、電流效率均比靜態(tài)要低，主要原因是流動狀態(tài)加劇了介質對陽極的沖刷，陽極表面結合力稍差的金屬顆粒發(fā)生機械脫落，未完全放電，致使陽極的電化學容量、電流效率降低。溶解氧含量對陽極的電化學性能影響不太明顯，隨著溶解氧的降低，僅電流效率會稍微下降，溶解形貌變差。鹽度的升高，加劇陽極溶解沿著晶界向陽極縱深發(fā)展，局部腐蝕嚴重，陽極的電